JPH05314467A - 磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 非磁性支持体上に、針状磁性粒子と樹脂バイ
ンダとを含む下層磁性層、および、粒子板面に対して垂
直な磁化容易軸を有する板状磁性粒子と樹脂バインダと
を含む上層磁性層を形成してなる磁気記録媒体におい
て、短波長特性にすぐれ、かつ、下層の中〜長波長領域
の記録状態に悪影響を及ぼすことの少ない上層磁性層を
構成することにより、幅広い波長領域の記録再生特性を
向上させる。 【構成】 下層磁性層３および上層磁性層５の面内方向
の残留磁化率をともに55％以上、上層磁性層の層厚を
0.05 〜 0.70 μm とし、板状磁性粒子４の粒子径を0.0
1〜 0.1μm とし、かつ、上層磁性層内に積層する板状
磁性粒子４の数を、層厚0.1 μm あたり 2.0〜 5.0個と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビデオ分野、オーディ
オ分野、コンピュータ分野等で使用されている磁気テ−
プなどの高密度磁気記録媒体に関し、なかでも特に、８
mm、Hi−８、あるいはＳ＝ＶＨＳなどのＶＴＲテ−プと
しての使用に適した磁気記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、塗布型の磁気記録媒体は、γ−フ
ェライトや鉄粉などの磁性粉と樹脂バインダを主体とし
てなる磁性塗料を、ポリエステルフィルムなどの非磁性
基体上に塗布し、これに配向処理、乾燥処理を施したの
ち、形成された塗膜にカレンダによる平滑処理を施すこ
とにより得られる。この磁性塗料には必要に応じて、さ
らに潤滑剤、研磨材、分散剤、帯電防止剤、あるいは硬
化剤などが添加される。

【０００３】このような磁気記録媒体における磁気記録
密度の大幅な向上を図るために、支持体の塗布面と垂直
な方向の磁化を用いる垂直磁気記録方式が開発されてい
る。この垂直磁気記録方式は、たとえば六方晶系フェラ
イト粉のように、粒子板面に対して垂直な磁化容易軸を
有する超微粒子状の六方晶系強磁性粉末を、この板面が
磁性体層の面に対して平行になるように配向させ、磁気
記録媒体層の面に対して垂直方向の残留磁化を用いて磁
気記録を行うものである。

【０００４】しかしながら、このような垂直磁化型記録
方式で得られた磁気記録媒体は、記録波長が１μm 以下
程度の短波長域において高再生出力が得られる反面、長
波長域の記録に用いた場合には高再生出力が得にくいと
いう特徴を有している。このため、たとえばＶＴＲテー
プのように音声信号やカラー信号のような長波長域の信
号の記録再生を行う媒体の場合には、充分な特性を得る
ことが困難であるという問題があった。

【０００５】このような欠点を補うための一手段とし
て、たとえば低保磁力のCo−γフェライト粉を使用した
磁性層を下層磁性層として設け、その上側に、高保磁力
のCo−γフェライト粉、あるいは金属磁性粉末や六方晶
系フェライト粉のような高保磁力の磁性粉を使用した磁
性層を上層磁性層として設け、下層磁性層をオーディオ
信号など長波長記録用に、上層磁性層をビデオなど短波
長記録用に、それぞれ使い分けて記録することを試みた
重層塗布型磁気記録媒体も提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
重層型磁気記録媒体において、短波長領域における出力
特性向上の目的で上層用磁性粉として六方晶系フェライ
ト粉のような高保磁力の磁性粉を使用して上層磁性層を
形成した場合には、短波長領域における媒体の出力特性
は著しく向上する反面、中〜長波長領域を記録する下層
磁性層に対して、上層磁性層自体が遮断層としてはたら
くという構造上の難点があった。そのため、このような
高保磁力の磁性粉を使用した上層磁性層を備えた重層型
記録媒体において、輝度信号、Hi-Fi オ−ディオ信号や
色信号を重畳記録する場合には、中〜長波長領域に相当
する色信号の記録再生特性が損なわれ易かった。

【０００７】したがって、重層型記録媒体の上層磁性層
は、短波長領域における記録再生特性の向上という目的
だけに重点をおいた構成とするのではなく、下層磁性層
になるべく悪影響を及ぼすこと無くその特性を発揮しう
るよう配慮して構成されている必要があった。したがっ
て、従来は、上層磁性層および下層磁性層それぞれの特
性が相殺されずになるべく生かされるような妥協点をみ
つけて、両層を構成することが行われていた。そのため
に、たとえば上層磁性層を構成する磁性粉の化学組成、
粒子形状、平均粒子長、保磁力、あるいは飽和磁化など
の観点から、また磁性層の配向率や磁性粉充填率などの
観点から、多角的に検討が進められている。しかしなが
ら、従来の重層型磁気記録媒体においては、上層磁性層
は短波長領域を、下層磁性層は中〜長波長領域をそれぞ
れ分担して広帯域における媒体の出力特性を向上させる
という重層化の所期の目的が十分果たされているとは言
い難いのが現状である。

【０００８】本発明は、このような課題に対処してなさ
れたもので、長波長特性を損なうことなく短波長特性を
向上させることにより、短波長領域から長波長領域まで
広範囲に亘る波長領域において高出力が得られるすぐれ
た磁気記録媒体を提供することを、その目的としてい
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、非磁性支持体
上に、針状磁性粒子と樹脂バインダとを含む下層磁性
層、および粒子板面に対して垂直な磁化容易軸を有する
板状磁性粒子と樹脂バインダとを含む上層磁性層を形成
してなる磁気記録媒体において、前記下層磁性層および
前記上層磁性層の面内方向の残留磁化率がともに55％以
上であり、前記上層磁性層の層厚が 0.05 〜 0.70 μm
であり、前記板状磁性粒子の粒子径が0.01〜 0.1μm で
あって、かつ、前記上層磁性層内に積層する板状磁性粒
子の数が層厚0.1 μm あたり 2.0〜 5.0個とされている
ことを特徴とする。

【００１０】つぎに本発明の磁気記録媒体の構成につい
て説明する。

【００１１】図１は、本発明の磁気記録媒体の長手方向
に沿った縦断面の一部を、模式的に示した図である。図
１において、非磁性支持体１上には、針状磁性粒子２と
樹脂バインダとを含む下層磁性層３、および板状磁性粒
子４を含む上層磁性層５が形成されている。下層磁性層
３および上層磁性層５は、面内方向の残留磁化率がとも
に55％以上となるように配向されている。

【００１２】本発明の磁気記録媒体において、非磁性支
持体を構成する素材としてはたとえばポリエチレンテレ
フタレ−トあるいはポリエチレンナフタレ−トなどのポ
リエステル類などの他、ポリオレフィン類、セルロース
誘導体などの各種素材が使用可能である。

【００１３】本発明の磁気記録媒体において、下層磁性
層の塗布面内方向の残留磁化率は55％以上が好ましく、
55％未満では長波長領域での出力確保が難しくなる。同
様に上層磁性層の塗布面内方向の残留磁化率も55％以上
が好ましい。これは、下層磁性層との最適電流範囲に互
換性をもたせ、重層型磁気記録媒体としてなるべく平均
した出力が得られるようにするためである。

【００１４】本発明の磁気記録媒体は上層磁性層と下層
磁性層を重層させた構造を有しているが、それぞれの層
が多層化されていてもよいし、あるいは上層磁性層と下
層磁性層との間に適当な中間層が存在していてもよい。
そして、上層磁性層の厚さは0.05 〜 0.70 μm の範囲
が好ましいが、0.20〜0.50μm の範囲がさらに好まし
い。上層磁性層の厚さが 0.70 μm より厚い場合には、
下層磁性層の効果が認められなくなって中〜長波長領域
の記録再生特性が損なわれる。 0.05 μm より薄い場合
には、層間接着性に劣り耐久性の確保が困難になる。な
お、下層磁性層の厚さは１〜３μm の範囲が好ましい。

【００１５】本発明の磁気記録媒体において、短波長記
録用磁性粉として好適に上層磁性層に用いられる板状磁
性粒子は、磁化容易軸が粒子板面に対して垂直である一
軸異方性を有し、保磁力Ｈc ： 500〜3,000 Ｏe 、より
好ましくは、 700〜1,500 Ｏe の六方晶系フェライト粉
である。保磁力が500 Ｏe 未満では記録媒体における記
録信号が充分残存しなくなり、3,000 Ｏe をこえると通
常の記録再生ヘッドによる信号の書き込みが困難になる
ので、いずれも好ましくない。なお、このような六方晶
系フェライト粉としては、板状比 1.0〜8.0 、粒子径0.
01〜 0.1μmのものが好ましい。なお、六方晶系フェラ
イトのような板状粒子の粒子径は、板面の対角線の長さ
をもって表される。

【００１６】本発明に使用可能な六方晶系フェライトと
しては、Ｍ型やＷ型のBa−フェライト，Sr−フェライ
ト，Ca−フェライト，Pb−フェライト、あるいはこれら
の固溶体、もしくは次の一般式で表わされるイオン置換
体などのフェライトの超微粒子が例示される。

【００１７】一般式：ＡＯ・ n（Fe_1-m ・Ｍm ）₂ Ｏ₃ （式中、ＡはBa,Sr,Ca,Pb のいずれか１種の元素を、Ｍ
はZn,Co,Ti,Ni,Mn,In,Cu,Ge,Nb,Sn,Zr,Hf,Alなどからな
る元素のうち、Nb、Sn、Ni、およびZnの中から選ばれる
少なくとも１種の元素を表わし、m は０〜0.2 ，n は
5.4〜 6.0の数を、それぞれ表す。） 本発明の磁気記録媒体においては、上層磁性層内に積層
する板状磁性粒子数を、層厚0.1 μm あたり 2.0〜 5.0
個とすることが好ましい。 2.0個未満では短波長域での
十分な出力が得られなくなる。 5.0個より多い場合に
は、短波長域での出力は十分であるものの、下層磁性層
に対する遮蔽効果が大きくなり過ぎ、長波長域での出力
が不足する。

【００１８】なお、上記した磁性層積層粒子数とは、た
とえば以下に説明する磁気テ−プ断面の透過電子顕微鏡
観察による算出方法などにより得られる数値である。磁
性層積層粒子数の確認に適した方法であれば、とくにこ
の方法に限定するものではない。

【００１９】以下、磁気テ−プ断面の透過電子顕微鏡観
察による算出方法について説明する。まず、顕微鏡観察
に先立ち観察用試料を調製する。測定対象となる磁気テ
−プの任意の５箇所から、それぞれ幅２mm、長さ４mm程
度の大きさの試料切片５枚を切り出す。試料切片の大き
さ、枚数についてはとくにこの数値に限定するものでは
ない。

【００２０】そして、これらの試料切片の各々につき、
以下のようにして観察用試料を調製する。まず、上記し
た試料切片をエポキシ樹脂内に包埋して、所定の時間恒
温層内で硬化させる。そして、充分硬化した固化体か
ら、ダイヤモンドカッタなどを用いて、テ−プ長手方向
に垂直な断面の切片を切り出す。この際、断面切片の厚
さは 100 nm 程度であることが好ましいが、磁性粉粒子
観察に適した厚さであれば、とくにこの厚さに限定する
ものではない。

【００２１】このようにして調製された断面切片試料を
透過電子顕微鏡により観察し、テ−プ長手方向の垂直断
面写真を得る。写真の倍率は、15万倍程度が好適である
が、上層磁性層の磁性粉粒子観察に適した倍率であれ
ば、とくにこの倍率に限定するものではない。

【００２２】得られた垂直断面写真に基づいて、上層磁
性層の磁性粉粒子の観察を行う。まず、写真中テ−プ表
面において長手方向に等間隔で 100箇所の点を選び、各
点から 100本の法線を立てる。このとき、法線は上層磁
性層の厚みを貫通していることが必要である。なお、図
１において点線で示されているのは、このようにして描
かれた 100本の法線の一部である。各々の法線につい
て、その法線が貫通する板状磁性粒子の数と、上層磁性
層の層厚から、単位層厚（0.1 μm ）あたりの積層粒子
数を算出する。この際、磁性粉粒子としては、写真最表
面に出ている粒子のみを算出の対象とする。 100本の法
線の各々についてこのように単位層厚あたりの積層粒子
数を算出し、それらの平均をもって当該部位の積層粒子
数とする。なお、法線の本数については、当該部位の積
層粒子数の算出に適した本数であれば、とくにこの本数
に限定するものではない。

【００２３】他の試料切片４枚についても、同様にして
観察用の断面切片試料を調製し、上記方法により単位層
厚あたりの磁性層積層粒子数を求める。そして、得られ
た５個の積層粒子数を平均した数値を、当該磁気テ−プ
の上層磁性層の積層粒子数とする。

【００２４】なお、本発明の磁気記録媒体は常法にした
がって下記のように製造すればよい。すなわち、上層磁
性層用磁性粉、樹脂バインダ、および添加剤を含有する
成分と、下層磁性層用磁性粉、樹脂バインダ、および添
加剤を含有する成分とをそれぞれ別々に混練分散して上
層磁性層用塗料および下層磁性層用塗料を調製した後、
これらを支持体上に順次あるいは同時に塗布することに
より、重層塗布膜が形成される。そして磁界配向処理、
乾燥処理に続いて表面平滑化処理などを経て、磁気記録
媒体が得られる。

【００２５】

【作用】本発明は、重層型磁気記録媒体において長波長
特性を損なうことなく短波長特性を向上させることによ
り、広い波長範囲に亘って高い記録再生出力を得ようと
したものである。そのために、すぐれた短波長特性を維
持しつつ、下層磁性層に対する遮蔽効果がなるべく少な
くなるような、上層磁性層の構成について検討した。

【００２６】その結果、たとえば上層磁性層を構成する
磁性粒子の各種特性、あるいは充填率など従来より検討
されている因子の他に、上層磁性層の単位層厚内に含ま
れる板状磁性粒子の積層粒子数が、媒体の記録再生特性
に大きな影響を及ぼすことが判明した。すなわち、上記
した積層粒子数を適切な数値範囲、層厚0.1 μm あたり
2.0〜 5.0個に制御することにより、上層磁性層の特性
が十分発揮されるとともに、下層磁性層への遮蔽効果が
最小となる。

【００２７】

【実施例】以下に本発明を実施例にしたがって、より詳
細に説明する。

【００２８】実施例１ まず、＜下層磁性層用塗料＞材料として以下に示す配合
組成物を混合し、サンドミルを用いて分散して磁性塗料
を得た。得られた塗料はさらに、フィルタを通してろ過
した後、硬化剤としてポリイソシアネート系硬化剤を、
磁性粉１００重量部当り４重量部加えて混合し、これを
＜下層磁性層用塗料＞として使用した。

【００２９】＜下層磁性層用塗料＞組成 針状Co変成−γフェライト磁性粉 （比表面積 BET値30 m² ／g 、Ｈc 700 Ｏe 、平均粒子
長400 nm、平均粒子厚50 nm ）１００重量部 スルホン基含有ポリウレタン樹脂 （東洋紡社製商品名ＵＲ−８３００） ５重量部 スルホン酸ナトリウム塩含有塩化ビニル樹脂 （商品名ＭＲ−１１０、日本ゼオン社製）１０重量部 オレイン酸オレイル／ステアリン酸ブチル （重量比１／１） ３重量部 レシチン １重量部 粒状Al₂ Ｏ₃ （平均粒子長 0.2μm ） ８重量部 カ−ボンブラック（平均粒径50 nm ） 0.5重量部 カ−ボンブラック（平均粒径100 nm） ５重量部 トルエン １３５重量部 メチルエチルケトン １３５重量部 シクロヘキサノン １００重量部 次に、＜上層磁性層用塗料＞材料として以下に示す配合
組成物を混合し、サンドミルを用いて分散し、＜上層磁
性層用塗料＞を得た。得られた塗料はさらに、フィルタ
を通してろ過した後、硬化剤としてポリイソシアネート
系硬化剤を、磁性粉１００重量部当り４重量部加えて混
合し、これを＜上層磁性層用塗料＞として使用した。

【００３０】＜上層磁性層用塗料＞組成 Ba−フェライト磁性粉 （比表面積 BET値40 m² ／g 、Ｈc 1100 Ｏe 、平均粒
子径45 nm 、平均粒子厚15 nm ）１００重量部 スルホン基含有ポリウレタン樹脂 （商品名ＵＲ−８３００、東洋紡社製）５重量部 スルホン酸ナトリウム塩含有塩化ビニル樹脂） （商品名ＭＲ−１１０、日本ゼオン社製）１０重量部 オレイン酸オレイル／ステアリン酸ブチル （重量比１／１） ３重量部 レシチン １重量部 粒状Al₂ Ｏ₃ （平均粒子長 0.2μm ） ８重量部 カ−ボンブラック（平均粒径50 nm ） ５重量部 カ−ボンブラック（平均粒径100 nm） 0.5重量部 トルエン １３５重量部 メチルエチルケトン １３５重量部 シクロヘキサノン １００重量部 このようにして得られた＜下層磁性層用塗料＞および＜
上層磁性層用塗料＞の２種の磁性塗料を２つのイクスト
ル−ジョン方式ダイコータに別々に供給し、下層、上層
の順に、厚さ14μm のポリエステルフィルム上に塗布
し、６ kＯe のソレノイド型面内配向磁界の中を通過せ
しめた後乾燥し、下層磁性層がCo−γフェライト粉、上
層磁性層がBa−フェライト粉を用いた重層磁性層を形成
した。

【００３１】このようにして得られた下層磁性層の乾燥
後膜厚は 3.0μm ，上層磁性層の乾燥後膜厚は0.05μm
であった。そして、下層磁性層の面内方向の残留磁化率
85％、上層磁性層の面内方向の残留磁化率80％、上層磁
性層表面粗さRa＝0.010 μmであった。

【００３２】この後、導電性および走行性の向上を目的
としたカ−ボン層を、乾燥後の膜厚が0.9 μm となるよ
うに支持体面の磁性層の反対側に塗布した。そして、ス
リット、表面研磨、およびカセット組み込みを経て、1/
2 インチ幅Ｓ＝ＶＨＳテ−プを作製した。

【００３３】このようにして作製された重層磁気テープ
試料実施例１の上層磁性層における積層粒子数は、先に
説明した透過電子顕微鏡観察の方法によって、層厚0.1
μmあたり3.0 個であることが確認された。

【００３４】実施例２〜８ 上層磁性層の磁性粒子径、層厚および積層粒子数を、本
発明の範囲内で実施例１とは異なるように変化させた他
は実施例１と同様にして、実施例２〜８の磁気記録媒体
を作製した。なお、実施例２〜８における上層磁性層の
磁性粒子径、層厚および積層粒子数は、表１に示してあ
る。

【００３５】比較例１〜６ 上層磁性層の磁性粒子径、層厚および積層粒子数を、本
発明の範囲外にある他は実施例１と同様にして、比較例
１〜６の磁気記録媒体を作製した。なお、比較例１〜６
における上層磁性層の磁性粒子径、層厚および積層粒子
数も、表１に示されている。

【００３６】以上のようにして作成した実施例１〜８お
よび比較例１〜６の14種の重層1/2インチ幅Ｓ＝ＶＨＳ
テ−プ試料について、その特性評価を行った。評価にあ
たっては、これらのテ−プを松下社製Ｓ＝ＶＨＳ Hi-F
i ＶＴＲデッキ（ＧＴ４ＷＮＶ−ＦＳ ９０）にロ−デ
ィングし、入出力特性、ＤＯ、および耐久性を評価し
た。その評価結果を表１に示す。

【００３７】なお、表１において輝度信号S/N、および色
信号S/N 欄の数値は、カラ−ビデオノイズメ−タ−siba
soku 925 Ｄ／１により得られた測定値である。また、
スチル耐久性欄の数値は、各テ−プに一定のビデオ信号
を記録し再生した時に、輝度信号の再生出力が３ dB 低
下するまでの時間の測定値である。

【００３８】

【表１】 表１からも明らかなように、本発明によれば、磁気記録
媒体の記録再生出力およびスチル耐久性が共に向上して
いる。

【００３９】なお、実施例１〜８は、上層磁性層用磁性
粉として六方晶系フェライトであるBa−フェライト磁性
粉を、下層磁性層用磁性粉として針状Co変成−γ−フェ
ライト磁性粉を使用した２層構造の磁気記録媒体である
が、本発明の要旨に沿うものであれば、本発明はこれら
実施例における成分、構成比、あるいは操作順序などに
限定されるものではない。また、下層磁性層はさらに多
層で構成されていてもかまわないし、また、必要に応じ
て、密着性向上・導電性向上などを目的とした非磁性機
能性層をさらに設置しても差支えない。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
上層磁性層中の板状磁性粒子の好適な積層状態を規定す
ることにより、短波長記録特性にすぐれ、かつ、下部の
各層の中〜長波長領域の記録状態に悪影響を及ぼすこと
の少ない上層磁性層を構成し得る。したがって、短波長
から長波長までの幅広い波長領域においてすぐれた記録
再生特性を発揮する磁気記録媒体を提供することが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気記録媒体の長手方向に沿った縦断
面の一部を、模式的に示した図である。

【符号の説明】

１…………非磁性支持体 ２…………針状磁性粒子 ３…………下層磁性層 ４…………板状磁性粒子 ５…………上層磁性層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 武男 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝総合研究所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非磁性支持体上に、針状磁性粒子と樹脂
   バインダとを含む下層磁性層、および、粒子板面に対し
   て垂直な磁化容易軸を有する板状磁性粒子と樹脂バイン
   ダとを含む上層磁性層を形成してなる磁気記録媒体にお
   いて、前記下層磁性層および前記上層磁性層の面内方向
   の残留磁化率がともに55％以上であり、前記上層磁性層
   の層厚が 0.05 〜 0.70 μm であり、前記板状磁性粒子
   の粒子径が0.01〜 0.1μm であって、かつ、前記上層磁
   性層内に積層する板状磁性粒子の数が層厚0.1 μm あた
   り 2.0〜 5.0個とされていることを特徴とする磁気記録
   媒体。